Устройство для обнаружения межвиткового замыкания и обрыва катушки ротора микродвигателя

 

Использование; относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для обнаружения дефектов изоляции обмоток электрических машин. Сущность изобретения: устройство содержит шаговый двигатель, приемную головку, генерирующую головку, электромагнит, датчик положения, поворотный кронштейн, генератор, блок детектора, блок анализа, блок индикации, блок управления. 5 з.п.ф-лы, 1 ил.'Puz.fo .VJSо ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G01 R31/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

uz. 1я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4884446/21 (22) 20.11,90 (46) 07.12.92. Бюл. М 45 (71) Производственное объединение "Вильма (72) B.Ñ.Êèøêèñ и B.Ä.Ïåòðèåíêî (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1114988, кл. G 01 R 31/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 1071977, кл. G 01 R 31/02, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ

МЕЖВИТКОВОГО ЗАМЫКАНИЯ И ОБ„„5U 1780052 А1

РЫБА КАТУШКИ РОТОРА МИКРОДВИГАТЕЛЯ (57) Использование: относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для обнаружения дефектов изоляции обмоток электрических машин.

Сущность изобретения: устройство содержит шаговый двигатель, приемную головку, генерирующую головку, электромагнит, датчик положения, поворотный кронштейн, генератор, блок детектора, блок анализа, блок индикации, блок управления, 5 з.п,ф-лы, 1 ил.

1780052

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для обнаружения дефектов изоляции при испытании обмоток электрических машин.

Цель изобретения — повышение достоверности обнаружения межвиткового замыкания и обрыва.

На фиг.1а и 1б изображена структурная схема устройства для обнаружения межвиткового замыкания и обрыва катушки ротора микродвигателя.

Устройство содержит следующие электромеханические узлы: шаговый двигатель 1, приемную головку 2, генерирующую головку 3, электромагнит 4 и датчик 5 положения. Шаговый двигатель 1 расположен на поворотном кронштейне 6, На оси шагового двигателя 1 расположена контролируемая катушка 7. Датчик положения 5 служит для определения положения поворотного кронштейна 6. а электромагнит 4 — для фиксации его в рабочем положении. Приемная 2 и генерирующая 3 головки выполнены в виде магнитных головок записи-воспроизведения и стирания соответственно и расположены в непосредственной близости от контролируемой катушки 7.

Устройство содержит следующие электронные блоки: генератор 8, блок 9 детектора, блок 10 анализатора, блок 11 индикации и блок 12 управления.

Между собой блоки и узлы соединены следующим образом. Генерирующая головка 2 соединена с выходом генератора 9.

Приемная головка 3 подключена к входу блока детектора 9, выход которого соединен с первым входом блока 10 анализа. Датчик положения 5 подключен к первому входу блока 12 управления, первый выход которого соединен с управляющим входом привода (шагового двигателя 1). Управляющий входэлектромагнита 4 подключен к второму выходу блока 12 управления. Первый, второй и третий выходы блока 10 анализа соединены с первым, вторым и третьим входами блока 11 индикации, соответственно. Первый и второй выходы блока 11 индикации соединены с вторым и третьим входами блока 12 управления, соответственно третий выход блока 12 управления соединен с вторым входом блока 10 анализа, четвертый выход — с четвертым входом блока 11 индикации.

Электронные блоки состоят из следующих субблоков. Блок детектора 9 состоит из соединенных последовательно усилителя

13, детектора 14, и компаратора 15. Блок анализа 10 содержит три параллельные цепи. Первая цепь состоит из первого элемен5

2Г

55 та И 16, вторая цепь состоит из последовательно соединенного счетчика 17, элемента

ИЛИ-НЕ 18 и первого инвертора 19, третья цепь состоит из последовательно соединенных второго инвертора 20 и второго элемента И 21.

Дополнительно выход элемента ИЛИНЕ 18 подключен к вторым входам первого и второго элементов И 16, 21, Первый вход блока анализа 20 является первым входом элемента И 16, С-входом счетчика 17 и входом второго инвертора 20. Второй вход блока анализа 10 является R-входом счегчика

17. Выходы первого элемента И 16, перво,о инвертора 19 и второго элемента И 2 являются первым, вторым и третьим выходами блока 10 анализа соответственно.

Блок индикации 11 содержит три параллельные цепи — "Обрыв" "K3" и "Годная" кажда- из которых состоит из соединенных последовательно D-триггера 22, 23, 24, ключа 25, 26, 27 и индикатора 28, 29, 30 соответственно. С-входы D-триггеров 22, 23, 24 соединены между собой и падклю«сны к выход: инвертора 31, Вход инвертора 31 является четвертым входом блока индикации 11. О-вхоqь 0-триггеров 22, 23. 24 я ".ляютс..", третьим, вторым первым входами блока индикации 11, а входы индикаторов

"Обрыв" и "КЗ" 28, 29 являются первым и вторым его выходами.

Блок управления 12 содержит цепь привода, состоящую из последовательно соединенных первого делителя 32, дешифратора

33 и первого ключа 34; цепь формирования цикла измерения, ссстоящую У3 последовательно соединенных первого формирователя 35, R-вход второго триггера 36, R-входа счетчика 37 и второго формирователя 38; цепь задержки, состоящую из последовательно соединенных второго делителя 39 и

R-входа первого триггера 40; цепь управления, состоящую из последовательно соединенных элемента ИЛИ 41, первый вход второго ключа 42, а также кнопку "Сброс"

43, подключенную к второму входу ключа

42, С-входы первого и второго делителей

32, 39 соединены между собой, R-входы первого и sroporo делителей 32, 30 подключены к первому выходу второго триггера 36. Выход первого делителя 32 дополнительно соединен с С-входом счетчика 37, а выход второго формирователя 38 подключен к S-входом триггеров 36, 40.

Второй выход триггера 36 подключен к первому входу элемента ИЛИ 41, Входами и выходами блока управления

12 являются: первый вход — вход первого формирователя 35, второй и третий входы— третий и второ:..:;,.îäL : элемента ИЛИ 41

1780052

10

20

30

40

55 первый и второй выходы — выходы первого и второго ключей 34. 42, третий выход— выход первого триггера 40, четвертый выход — выход второго формирователя 38.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемая катушка 7 устанавливается на ось шагового двигателя 1, Поворотный кронштейн 6 с шаговым двигателем

1 и контролируемой катушкой 7 вручную из исходного положения устанавливается в рабочее положение (рабочее положение изображено на чертеже). Срабатывает датчик положения 5. На выходе первого формирова,еля 35 вырабатывается кратковременный импульс, который поступает на R-вход триггера 36 и устанавливает его в нулевое положение. В результате этого сигнал с второго выхода триггера 36 через элемент

ИЛИ 41 открывает ключ 42, срабатывает электромагнит 4 и поворотный кронштейн

6 с шаговым двигателем 1 и контролируемой катушкой 7 фиксируется в рабочем положении. Одновременно сигнал с " ого триггера 36 разрушает работу первого и второго делителей 32, 39 и счетчика 37. На входы делителей поступают импульсы сети с частотой 50 Гц. Выходные импульсы делителя 32 через дешифратор 33 и ключ 34 поступают на шаговый двигатель 1 и он начинает вращаться, С выхода делителя 32 импульсы поступают и на С-вход счетчика

37. После того, как счетчик 37 сосчитает количество импульсов соответствующий тому, что шаговый двигатель 1 сделает один или чуть более одного оборота, на его выходе и на выходе второго формирователя 38 возникает кратковременный импульс, который установит в исходное состояние второй и первый триггеры 36, 40 и через инвертор

31 произведет запись информации с D-входов D-триггеров 22, 23, 24. Записанная информация через ключи 25, 26, 27 будет индицироваться индикаторами 28, 29, 30.

Сигнал с выхода второго делителя 39 устанавливает в нулевое состояние первый триггер 40, который разрешает работу счетчика 17.

На генерирующую головку 2 с генератора 8 поступает сигнал с частотой около 19 кГц. В генерирующей головке 2 возникает переменное ма нитное поле, которое через контролируемую катушку 7 наводит сигнал в приемной головке 3. Сигнал с выхода приемной головки поступает и усиливается усилителем 13, детектируется детектором 14 и поступает на вход компаратора 15. На выходе компаратора 15 сигнал может быть трех видов в зависимости от состояния контролируемой катушки

7, Случай "обрыв" — в приемной головке сигнала не наводится и на выходе компаратора 15 будет логический нуль. Случай короткого замыкания ("КЗ") — в приемной головке 3 возникает прерывистый сигнал и на выходе компаратора 15 сигнал из нескольких импульсов (минимум двух). Случай, когда контролируемая катушка 7 не имеет дефектов — в приемной головке 3 возникает непрерывный сигнал, и на выходе компаратора 15 — состояние логической единицы (т.е. один импульс). Сигнал с выхода компаратора 15 поступает на первый вход блока анализатора 10 на первый вход элемента И

16, С-вход счетчика 17 и инвертор 20. С выходов счетчика 17 через элемент ИЛИНЕ 18 сигнал поступает на вторые входы элементов И 16, 21 и инвертора 19. Рассмотрим как осуществляется анализ сигнала с выхода компаратора 15 и запись информации блоков индикации 11. Случай "обрыв"— логический нуль с выхода компаратора 15 через инвертор 20 в виде логической единицы поступает на первый вход элемента И 21, а на второй его вход поступает логическая единица с элемента ИЛИ вЂ” НЕ 18, на выходе элемента И 21 будет логическая единица, которая поступая íà D-вход D-триггера 22 запишется в память до следующего цикла измерения. Случай когда контролируемая катушка 7 не имеет дефектов (годная) — логическая единица с выхода компаратора 15 поступает на первый вход элемента И 16, а на второй его вход поступает логическая единица с элемента ИЛИ вЂ” НЕ 18 и на выходе элемента И 16 будет логическая единица, которая поступает на D-вход 0-триггера 24 запишется в память до следующего цикла измерения.

Случай "КЗ" — с выхода компаратора 15 на первый вход блока анализатора 10 поступает сигнал в виде чередования логических нулей и единиц (не менее двух), Счетчик 17 начнет считать импульсы, которые поступят на вход элемента ИЛИ вЂ” НЕ 18 и на его выход будет логический нуль, который поступая на вход инвертора 19 превратится в логическую единицу на его выходе, которая поступает на 0-вход D-триггера 23 запишется в память до следующего цикла измерения. Одновременно логический нуль с выхода элемента ИЛИ вЂ” НЕ 18 поступает на вторые входы элементов И 16 и 21 и блокирует возникновение на их выходе логических единиц. В случае, если после цикла измерения сработал один из двух элементов индикации "ОБРЫВ" 28 или "КЗ" 29 сигналы ключей 25 или 26 через элемент

ИЛИ 41 блокируют второй ключ 42 и элект1780052

10 ромагнит 4 остается во включенном состоянии до следующего измерения, или нажатия на кнопку "СБРОС" 43, Формула изобретения

1. Устройство для обнаружения межвиткового замыкания и обрыва катушки ротора микродвигателя, содержащее привод, генерирующую и приемную головки, датчик положения, генератор, блок детектора, блок анализа, блок индикации, блок управления, первый вход и первый выход которого соединены соответственно с выходом датчика положения и управляющим входом привода, выход генератора соединен с входом генерирующей головки, выход приемной головки соединен с входом детектора, выход которого соединен с первым входом блока анализа, первый выход которого соединен с первым входом блока индикации, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения достоверности обнаружения межвиткового замыкания и обрыва. в устройство введен поворотный кронштейн с электромагнитом, при этом привод выполнен в виде шагового двигателя и установлен на поворотном кронштейне, управляющий вход электромагнита соединен с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с вторым входом блока анализа, второй и третий выходы которого соединены с вторым и третьим входами блока индикации соответственно, четвертый вход блока индикации соединен с четвертым выходом блока управления, третий вход которого соединен с вторым выходом блока индикации, 2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что генерирующая и приемная головки выполнены в виде магнитных головок старания и записи — воспроизведения.

3. Устройство по п.1. о т л и ч а ю ще ес я тем, что блок детектора содержит последовательно соединенные усилитель, детектор и компаратор.

4. Устройство по п,1, о т л и ч à ю щ е ес я тем, что блок анализа содержит счетчик, С-вход которого является первым входом блока и соединен с первым входом первого элемента И непосредственно и через вто15

50 рой инвертор — с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И, входом первого инвертора и выходом элемента

ИЛИ-НЕ, входы которого соединены соответственно с выходами счетчика R-вход ко торого является вторым входом блока, выходы первого элемента И, первого инвертора, второго элемента И являются соотве.— ственно первым, вторым, третьим выходами блока.

5. Устройство по п.1, о т л и =, э;о:л с я тем, что блок индикации сод гжi,ò ин— вертор, вход которого являе.сч че,;=.,",.ть.ь: входом блока. а выход соединен с С-,,одами первого, второго, третьего D-триггеров, D-вход каждого из которых является соответственно первым, вторым, третьим гхада. ми блока. выход каждого из D-триг.ерс-. соеди ен через соответству ащий входом соответствующего индикатор:. при этом вход индикаторов "Обрыв и к- являются соответственно первым. "-" и. ." выходами блока. б, устройство по п.i, о т л и ч а го =:, е о"с я тем, что блок управления содержи- последовательно соединенчые первый деятель частоты, дешифратор, первый:." а . выход которого является первым выходом блока, С-вход первого делителя частоты соединен с С-входом второго делителя частоты, выход которого соединен с R-входом первого триггера, выход которого является третьим выходом блока, выход первого делителя частоты соединен с С-входом счетчика, выход которото через формирователь соединен с S-входами первого и второго триггеров и является четвертым выходом блока, R-входы первого, второго делителей частоты и счетчика соединены с первым входом элемента ИЛИ, второй и третий входы которого являются соответственно вторым и третьим входами блока, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом второго ключа, второй вход которого соединен с выходом кнопки "Сброс", выход второго ключа является вторым выходом блока, R-вход второго триггера соединен с выходом первого формирователя. вход которого является первым входом блока.

1780052

Составитель И. Крюгждене

Техред М.Моргентал Корректор С. Лисина

Редактор С, Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4435 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5